JPH0121624B2 - - Google Patents

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JPH0121624B2
JPH0121624B2 JP57102831A JP10283182A JPH0121624B2 JP H0121624 B2 JPH0121624 B2 JP H0121624B2 JP 57102831 A JP57102831 A JP 57102831A JP 10283182 A JP10283182 A JP 10283182A JP H0121624 B2 JPH0121624 B2 JP H0121624B2
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JP
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film
semiconductor device
lens
diffusion layers
sio
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Shigeru Morita
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/011Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12
    • H10F39/024Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12 of coatings or optical elements
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
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    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/10Programming or data input circuits
    • G11C16/18Circuits for erasing optically
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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    • H10F39/80Constructional details of image sensors
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    • Y10S438/972Stored charge erasure

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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、集光性のよい半導体装置に関する。
〔発明の技術的背景〕
周知の如く、半導体メモリの高密度化や大規模
化に伴つて生ずる歩留りの低下を補うため、主回
路の他の該主回路を救済する冗長(Redun−
dancy)回路を組込む、レダンダンシイ技術が知
られている。かかる冗長回路を備えた半導体装置
としては、従来第1図a,bに示すものが知られ
ている。図中1はp型半導体基板である。この基
板1表面に主回路、及び主回路に対応する予備回
路に夫々接続するn+型の拡散層21,22が形成さ
れている。前記基板1上には、拡散層21,22
一部に対応する部分に開孔部3,3を有する絶縁
膜4が被覆されている。さらに絶縁膜4上の一部
には、前記拡散層21,22と開孔部3,3を介し
て接続するn+型多結晶シリコンヒユーズ5が形
成されている。このような構造の半導体装置にお
いて、主回路が正常な動作するときは、前記ヒユ
ーズ5を拡散層21,22に結線した状態で使用す
るが、不良を確認したときは、通常、パワーが
0.02μJ/μm2以上のレーザビームをレーザ装置に付
属の光学レンズにより集光して前記ヒユーズ5の
細部6に照射し、拡散層21,22の電気的切断を
行なうことにより冗長回路を作動させて半導体装
置の不良を救済する。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、前述した構造の半導体装置にお
いては、主回路が不良の際、0.02μJ/μm2以上の単
位面積当りのパワーの大きいレーザビームをレー
ザ装置に付属の光学レンズにより集光してヒユー
ズ5に照射し、溶断をしなければならない。従つ
て、溶断すべきヒユーズが多数存在する場合、そ
の都度、レーザ装置のレンズの焦点をヒユーズに
位置合わせしてレーザビームの照射を行なわなけ
ればならず、作業性が悪かつた。また、これを改
善するためにはヒユーズ幅3μ、レーザスポツト
径5〜6μmで誤差±1μmの高精密、高精度の位
置決め機構を用いる手段が考えられるが、コスト
高をもたらす欠点があつた。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、特
別な高精度の位置決め機構を有したレーザ装置を
用いることなく、エネルギビームを容易に目的と
する位置に集光照射できる半導体装置を提供する
ことを目的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、複数の拡散層のうち所定の2つの拡
散層を含む半導体基板上に絶縁膜を介して設けら
れた導電体膜上に直接もしくは光透過性の絶縁層
を介して光透過性のレンズを設けることによつ
て、光を前記導電体膜へ容易に集束させて該導電
体膜の局部的溶断を容易にさせ、前記2つの拡散
層間の分離を図つたことを骨子とするものであ
る。
〔発明の実施例〕
本発明の1実施例である半導体装置をその製造
方法を併記しつつ、第2図a〜cに基づいて説明
する。
〔〕 まず、常法によりp型半導体基板1の表面
にn+型の拡散層21,22を形成し、これら拡散
層21,22を含む基板1上に拡散層21,22
一部分に対応する部分に開孔部3,3を有する
絶縁膜4を被覆した後、前記絶縁膜4上に前記
拡散層21,22と開孔部3,3を介して接続す
る導電体膜としてのn+型多結晶シリコンヒユ
ーズ5を形成した。つづいて、この多結晶シリ
コンヒユーズ5を含む絶縁膜4全面に厚さ2μ
mの光透過性のSiO2層7、同厚で屈折率1以
上の光透過性のリン添加SiO2膜8を順次形成
した(第2図a図示)。
〔〕 次に、前記リン添加SiO2膜8を写真蝕該法
により、前記多結晶シリコンヒユーズ5に対応
する部分のみ上部から見た形状が直径4μmの
円形のリン添加SiO2膜からなる柱状パターン
9とした(第2図b図示)。つづいて、N2雰囲
気で前記柱状パターン9を1000℃、20分熱処理
して該柱状パターン9を溶融、流動させ光透過
性の半球状のレンズ(屈折率1以上)10を形
成した(第2図c図示)。なお、前記レンズ1
0の屈折率が1未満の場合、ヒユーズ5に局部
的に光を集束することができない。
前述の如く形成される半導体装置は、2つの拡
散層21,22を含む半導体基板1上に絶縁膜4を
介して設けられた多結晶シリコンヒユーズ5上
に、光透過性のSiO2層7を介して光透過性の半
球状のレンズ10を設けた構造となつている。
しかして、前述した構造の半導体装置によれ
ば、多結晶シリコンヒユーズ5上に光透過性の
SiO2層7を介して光透過性の半球状のレンズ1
0が設けられているため、上部から該レンズ5を
通過する光に対し通常のレンズと同様な働きをし
て下部に位置するヒユーズ5に光を集束する。そ
の結果、主回路が不良になつてヒユーズ5を局部
的に溶断する際、従来より単位面積当り低パワー
(約0.007μJ/μm2)でかつレーザスポツト径が大き
い(直径約20μm)レーザビームをレンズ10上
から照射するだけでヒユーズ5に高パワーのレー
ザビームを照射することができた。前記レーザビ
ームのパワーは従来の約1/3であり、スポツト
径は約3倍である。従つて、従来に比べレーザビ
ームのヒユーズ5の周辺素子に与える熱的影響を
軽減できるとともに、レーザスポツト径を大きく
することができるため位置合せ精度の余裕度を大
きくすることができる。位置合せ精度について具
体的に述べれば、ヒユーズ幅2μm、レーザスポ
ツト径20μmのとき位置合せ精度は約±8μm以下
ですむ。この精度は従来(±1μm)に対し、約
8倍の余裕ができることを意味する。
なお、前述した第2図c図示の冗長回路を有し
た半導体装置の考え方は、例えば第3図図示の
PROM素子を有した半導体装置にも同様に適用
できる。第3図図示の半導体装置は、表面にn+
型ソース、ドレイン領域11,12を有するp型
の半導体基板13上に、ソース、ドレイン領域1
1,12及び一部の基板部分13′に対応する部
分に第1の開孔部14を有する素子分離用の第1
の絶縁膜15を設け、前記基板部分13′上に
SiO2膜からなる第1ゲート16、リン添加多結
晶シリコン膜からなる浮遊ゲート17、SiO2
からなる第2ゲート162及びリン添加多結晶シ
リコン膜からなるコントロールゲート18で構成
されるゲート部を設け、このゲート部などを含む
基板13上にソース、ドレイン領域11,12の
一部に対応する部分に第2の開孔部19,19を
有する第2の絶縁膜20を設け、この第2の絶縁
膜20上に第2の開孔部19,19を介して前記
ソース、ドレイン領域11,12に接続するAl
配線211,212を夫々分離して設け、これらAl
配線211,212を含む第2の絶縁膜20上に光
透過性のSiO2層22を設け、このSiO2層22上
の前記ゲート部に対応する位置に光透過性の半球
状のレンズ23が設けられた構造となつている。
かかる構造の半導体装置は、コントロールゲート
18を高電位、基板13を低電位として電位差を
与えることにより浮遊ゲート17に負電荷を注入
し、しきい値電圧を変化することにより記憶機能
を有する。そして、一旦注入された負電荷を放出
する(記憶を消去する)には、外部から紫外線を
浮遊ゲート17に直接あるいはその周辺に照射す
ることに行なうが、従来(レンズ23を用いない
場合)、記憶の消去に約10〜20分かかつたのに対
し、第3図図示の半導体装置によれば、レンズ2
3が設けられているため、従来の約1/2〜1/
3時間で記憶消去できた。
上記実施例では、レンズの材質としてリン添加
SiO2膜を用いたが、これに限らず、他の不純物
例えばボロンを添加したSiO2膜、単なるSiO2膜、
レジスト膜、有機材料膜を用いてもよい。また、
レンズの形状は半球状に限らず、楕円球状でもよ
い。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれば、従来の如く
特別な、高精度の位置決め機構を有したレーザ装
置を用いることなく、容易にエネルギビームを目
的とする位置に照射することができるとともに、
周辺素子への熱的影響の少ない冗長回路を有する
半導体装置等の半導体装置を提供できるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図aは従来の半導体装置の断面図、第1図
bは第1図aの平面図、第2図a〜cは本発明の
1実施例である半導体装置を製造工程順に示す断
面図、第3図はPROM素子を有する半導体装置
の断面図である。 1…p型半導体基板、21,22…n+型拡散層、
4…絶縁膜、5…n+型多結晶シリコンヒユーズ
(導電体膜)、7…光透過性のSiO2層(絶縁層)、
8…光透過性のリン添加SiO2層、9…柱状パタ
ーン、10…光透過性のレンズ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 表面に複数の拡散層を有する半導体基板と、
    これら拡散層を含む基板上に被覆され、該拡散層
    の一部を露出させる開孔部を有する絶縁膜と、こ
    の絶縁膜上に設けられ前記拡散層のうち所定の2
    つの拡散層に開孔部を介して接続される導電体膜
    と、この導電体膜上に直接もしくは透過性の絶縁
    層を介して設けられたレンズとを具備し、前記導
    電体膜に前記レンズを通してエネルギビームを照
    射して該導電体膜を局部的に溶断することにより
    前記2つの拡散層を断線可能な構造にしたことを
    特徴とする半導体装置。 2 レンズの材質が、SiO2膜、不純物添加SiO2
    膜、レジスト膜、有機材料膜のうちいずれか1つ
    からなることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の半導体装置。 3 レンズの形状が、半球状もしくは楕円球状で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の半導体装置。 4 レンズの屈折率が1以上であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。 5 エネルギビームが、レーザビームであること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体
    装置。
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